天然氣管道的保護方法研究

（中國石油西部管道蘭州輸氣分公司 ，甘肅 蘭州 730070）

天然氣管道的保護方法研究

孫豐收

（中國石油西部管道蘭州輸氣分公司 ，甘肅 蘭州 730070）

本文主要針對燃氣管道的陰極保護法做了詳盡的闡述，并且介紹了犧牲陽極保護法的施工工藝，希望能對現(xiàn)代化都市燃氣管道建設(shè)提供一定的參考。

天然氣；管道；陰極；保護；陽極

一、概述

現(xiàn)代化城市的正常運轉(zhuǎn)離不開水、電，同樣也離不開天然氣。天然氣的使用使我們的生活變得方便快捷，同時也對環(huán)境的保護起到了一定的作用。但是，在天然氣帶給我們便捷生活的同時，它同樣也對我們的美好生活存在著潛在的威脅.天然氣管道的很大部分是埋藏在地底下的，埋藏在地下的管道很容易被腐蝕，因此，對于做好城市天然氣管道防腐是燃氣管網(wǎng)施工建設(shè)中的一個重要課題。防腐的方法有好幾種，但是最常用的，效果最顯著的還是采用犧牲陽極的系統(tǒng)保護法。這種方法和石油長輸管道的外加電流系統(tǒng)不同，因為犧牲陽極系統(tǒng)施工后是無法調(diào)整的，所以說對于陰極保護法的設(shè)計的合理性在此種方案實施的成敗上就顯得尤為重要。

二、天然氣常用的保護方法

天然氣管道長期埋在地底下，由于是金屬材質(zhì)的，所以它的表面就會由于潮濕等原因形成陰陽兩極，并且陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，而陰極卻得到了很好的保護。管道施工中所采用的陰極保護法就是采用外加手段使得需要保護的部分成為電解質(zhì)中的陰極，從而達到保護的目的。我們通常將陰極保護法分為強制電流法、犧牲陽極法。

1 強制電流法

我國國內(nèi)的長輸管道的保護采用的是強制電流法，這種方法的具體做法是針對需要被保護的長輸管道輸入直流電流，使其陰極化，從而達到保護的目的。采用這種保護方法的有點是保護的范圍廣、電流連續(xù)可調(diào)、適用于工程量大的項目、同時不受土壤電阻率的限制。它的缺點是會對鄰近的金屬構(gòu)筑物造成一定的干擾，并且對于施加外部電源維護和管理的工作量相當大。

2 犧牲陽極法

犧牲陽極保護法的原理是利用了陽極和需要保護的金屬之間的較大的電位差形成電流來達到保護陰極金屬的目的。利用這種保護方法是不需要外部電源的，因此也不會產(chǎn)生對鄰近的金屬構(gòu)筑物的干擾現(xiàn)象。這種方法施工的造價低，適用于近距離輸配線，例如城市管網(wǎng)，輔助陽極壽命長，至少是20年。不足之處在于保護電流不可調(diào)整，高電阻率的土壤中同樣也不能使用，也要求管道腐蝕層的質(zhì)量要好。

三、 天然氣管道犧牲陽極保護法

常用的犧牲陽極保護法的材料應(yīng)該是化學反應(yīng)比較活潑的金屬，有鎂、鋁、鋅以及它們的合金。在地下土壤環(huán)境中，鎂合金陽極的電位高，適于在土壤的電阻率的地區(qū)。鋅合金的陽極自腐蝕性小，也就是與陰極的電位差小，適用于在電阻率小的土壤環(huán)境中工作。鋁的自腐蝕性很高，但是在土壤環(huán)境中性能很難穩(wěn)定，陽極效率不好，因此在陰極保護中很少使用。

在犧牲陽極保護法中每組的陽極的工作參數(shù)都是相對獨立的，因此，必須測出保護體的自然電位、陽極性能、保護電位的功能等。犧牲陽極測試樁處應(yīng)設(shè)有輔助試片，輔助試片應(yīng)與被保護材質(zhì)相同。

采用集中成組和單支這兩種方法是犧牲陽極法中常用的兩種方法，對于長輸管道，由于它通常在郊野地區(qū)，所以陰極保護法大都采用經(jīng)濟且可調(diào)的外加直流電流系統(tǒng)來保護，犧牲陽極僅僅是在管道建設(shè)中的臨時保護措施，在荒野地段施加外外加電源難以實現(xiàn)，也就不需要考慮雜散電流的影響，所以在進行陽極保護時，為了便于管理，常采用多支陽極形成陽極組，以減少建設(shè)和運行的工作量。一般采用2～6支陽極組成，一般是均勻分布的。尤其是在城市，地鐵、直流電焊機等雜散電流源廣泛存在，使得雜散電流的腐蝕情況加劇。在城市中，埋在地下的管道由于雜散電流的腐蝕是隨機而變的，電流的強度和方向都會因為外部條件的改變而發(fā)生改變。排除雜散電流的難點就在于雜散電流源不能完全確定，其他的排流方法對此也束手無策，此時接地排流就成為了上上之選。犧牲陽極不但能夠保護陰極，而且還是接地排流的好方法。這種方式施工簡單易行，實用性強，同時也較其他方法安全，可以將雜散電流完全清除，國內(nèi)常采用此種方式。這種方法排流的功率小，所以保護的距離短。所以說，減少陽極的支數(shù)，增加其組數(shù)，有利于陰極的保護電流的分配，同時也能提高排流的效果。

利用測試樁獲取犧牲陽極保護時的各項參數(shù)，從而得知管道陰極的保護情況。測試樁可以用鋼管或者混凝土制作，屬于管道永久檢測裝置。目的在于堅固耐用，易于檢測。測試盒放在測試樁的內(nèi)部且是防水密封的，內(nèi)部連接要求便于測量，測試的導線的強度要高，與管道的連接要牢固導電性能要好，導線外部必須是防腐材料包扎，蓋板須做防銹處理。測試樁應(yīng)布置在道路旁，低于地面，不能影響到交通。

結(jié)語

天然氣管道保護在現(xiàn)代化城市建設(shè)中顯得格外重要，對于其保護方法的研究也是一個意義深遠的課題。目前采用的犧牲陽極保護法是一種比較先進的方法，它的工藝方法和技術(shù)水平也在不斷提升，使用這種方法對天然氣管道進行保護，提高了管道的壽命，減少了漏氣事故的發(fā)生，同時也不必頻繁對天然氣管道進行更換，提高了管道建設(shè)中的經(jīng)濟效益。

[1]城鎮(zhèn)燃氣埋地鋼質(zhì)管道腐蝕控制技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.

[2]唐明華. 油氣管道陰極保護[M].北京：石油工業(yè)出版社，1986.

[3]中國腐蝕與防護學會，防腐蝕工程師技術(shù)資格認證考試指南[M]，北京：中國石化出版

TG17 < class="emphasis_bold"> 文獻標識碼：A

A